隧道裂損襯砌結(jié)構(gòu)承載性能與評價(jià)方法研究.pdf

1、中國目前已建成的公路隧道已出現(xiàn)了諸多病害，這些病害嚴(yán)重影響著隧道的運(yùn)營安全，其中以隧道襯砌開裂最為常見和嚴(yán)重，而現(xiàn)行《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》僅有基于結(jié)構(gòu)狀態(tài)描述的技術(shù)狀況評價(jià)方法，還沒有基于承載力分析襯砌結(jié)構(gòu)安全性的評價(jià)方法，所以研究裂縫對襯砌結(jié)構(gòu)承載性能的影響及其安全性的評價(jià)方法尤為重要和必要。本文針對縱向裂縫對襯砌結(jié)構(gòu)承載性能的影響展開研究，對裂縫的不同部位、不同深度進(jìn)行組合，總共分析了1656種工況。建立了襯砌承載性能衰減率和結(jié)構(gòu)

2、安全性衰減率兩個(gè)概念，并通過對1656種工況的計(jì)算建立了基于承載力分析帶裂縫隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對318種工況進(jìn)行了安全性評價(jià)。
　　本論文的主要成果有:
　　1、對襯砌開裂病害的成因及其類型進(jìn)行分析后，選擇危險(xiǎn)性最大的縱向裂縫及其深度進(jìn)行研究，裂縫產(chǎn)生的部位選擇拱頂、拱腰、邊墻;
　　2、對斷裂力學(xué)理論的基本原理進(jìn)行分析后，選擇最大周向拉應(yīng)力破壞準(zhǔn)則作為模型的開裂準(zhǔn)則，采用擴(kuò)展有限元法建立襯砌開裂數(shù)值計(jì)算模型

3、;
　　3、定義了承載性能衰減率，針對公路隧道縱向裂縫，當(dāng)裂縫以不同深度出現(xiàn)在任一單獨(dú)部位，以及當(dāng)裂縫以不同深度和部位進(jìn)行組合的不同情況進(jìn)行了數(shù)值模擬。建立了各工況下，襯砌承載性能的衰減率數(shù)據(jù)庫，得到襯砌承載力衰減率的演變規(guī)律;
　　4、定義了安全系數(shù)衰減率，建立帶裂縫襯砌結(jié)構(gòu)安全性評價(jià)方法，并對每個(gè)安全等級的處治措施進(jìn)行了說明，以此構(gòu)建了襯砌安全性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn);
　　5、計(jì)算單一裂縫下，各工況的安全系數(shù)衰減率，對照建立的

4、襯砌安全性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)給出了相應(yīng)的安全等級、類別和處治措施。對于組合裂縫，結(jié)合單一裂縫的襯砌安全等級以及相關(guān)工程資料和工程經(jīng)驗(yàn)分析，總結(jié)出相應(yīng)的安全等級、類別和處治措施;
　　6、應(yīng)用VB語言開發(fā)了“隧道裂損襯砌結(jié)構(gòu)承載性能與安全評價(jià)管理系統(tǒng)”，該系統(tǒng)可對隧道襯砌出現(xiàn)的裂縫組合進(jìn)行基于承載力的結(jié)構(gòu)安全性評價(jià)。
　　本文所建立的基于承載力的隧道襯砌結(jié)構(gòu)安全性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，彌補(bǔ)了目前隧道結(jié)構(gòu)評價(jià)中沒有基于力學(xué)分析的評價(jià)方法的空白，對于隧